Журнал «ОНКОХИРУРГИЯ» включен в перечень ВАК Журнал «ОНКОХИРУРГИЯ» включен в перечень
российских рецензируемых научных журналов (ВАК),
в которых должны быть опубликованы основные
научные результаты диссертаций на соискание
ученых степеней доктора и кандидата наук
редакции 2010 года
  • 2014 год
  • 2013 год
  • 2012 год
  • 2011 год
  • 2010 год
  • 2009 год
  • 2008 год

Архив журнала «Онкохирургия» за 2013 год

Силовые нагрузки на хирургические инструменты при выполнении операций на органах головы и шеи

Решетов И.В.1, Нарайкин О.С.2, Саврасов Г.В.2, Кудрин К.Г.3

1) Московский научно-исследовательский онкологический институт имени П.А. Герцена, отделение микрохирургии,
2) Институт повышения квалификации Федерального медико¬биологического агентства России,
3) Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана,
Москва, Россия
Контакты: Кудрин Константин Геннадьевич, e-mail:

Проведено исследование силовых нагрузок на хирургические инструменты при выполнении операций на органах головы и шеи в контексте разработки многофункционального манипулятора для роботоаcсистенции в высокоточной хирургии.

Материалы и методы. Проведена серия измерений силовых нагрузок на хирургические инструменты, используемые для ретракции при проведении операций на органах головы и шеи. Измерения выполнялись с использованием динамометра PCE FM 1000 (Германия).

Результаты. Выполнено 22 измерения максимального усилия на хирургических инструментах, используемых для ретракции при проведении операций на органах головы и шеи. По результатам измерений в зависимости от типа операции и ретракции усилие варьировалось в диапазоне от 0,05 Н до 7,90 Н.

Область применения результатов: создание системы очувствления и исполнительных механизмов многофункционального манипулятора для роботоаcсистенции в высокоточной хирургии, обеспечивающего возможность выполнения диагностических, терапевтических и хирургических процедур.

Выводы. Предварительно определен диапазон типовых силовых нагрузок на хирургические инструменты, используемые для ретракции при проведении операций на органах головы и шеи.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: силовые нагрузки, органы головы и шеи, хирургический инструмент, роботоассистенция.

Литература

  1. Саврасов Г.В. Медицинская робототехника: Учебное пособие. Ч.1. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2003; 36.
  2. Gill JM, Bowker P. Device for measuring the force required to close a surgical wound. Medical & Biological Engineering & Computing. 1987; 25: 2: 219-221.
  3. Trejos AL, Lyle AC, Escoto A, Naish MD, Patel RV. Force/Position-based Modular System for Minimally Invasive Surgery. Proceedings of the 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Anchorage, Alaska. 2010; 3660-3665.
  4. Takahashi SW, Mitsuishi J, Arata Hashizume M. Development of high dexterity minimally invasive surgical system with augmented force feedback capability. Proc. IEEE/RAS-EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (Biorob), Pisa. 2006: 284-289.
  5. Tholey G, Desai JP. A modular, automated laparoscopic grasper with three-dimensional force measurement capability. Robotics and Automation, 2007 IEEE International Conference. 2007; 250-255.
  6. Tholey G, Pillarisetti A, Green W, Desai JP. Direct 3-D Force Measurement Capability in an Automated Laparoscopic Grasper. Eurohaptics, Munich, Germany. 2004; 478-481.
  7. Callaghan D, McGrath, M, Coyle E. Force Measurement Methods in Telerobotic Surgery: Implications for End-Effector. Proceedings of the 25th International Manufacturing Conference (IMC25), Dublin Institute of Technology. 2008; 389-398.
  8. Kim CY, Lee MC. Measuring method for the torque control of instrument in surgical robot. ICCAS-SICE. 2009; 2349-2353.
  9. Prasad SK, Kitagawa M, Fischer GS, Zand J, Talamani MA, Taylor RH, Okamura AM. A modular 2-DOF force-sensing instrument for laparoscopic surgery. International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention Montreal, Canada. 2003; 279-286.
  10. Puangmali P, Liu H, Seneviratne LD, Dasgupta P, Althoefer K. Miniature 3-Axis Distal Force Sensor for Minimally Invasive Surgical Palpation. Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on. 2012; 17: 4: 646-656.
  11. Mack I, Ferguson S, McMenemy K, Potts S, Dick A. Interactive force sensing feedback system for remote robotic laparoscopic surgery. EEE International Workshop on Haptic Audio Visual Environments and Games, Italy. 2009; 58-83.
  12. Shimachi S, Kameyama F, Hakozaki Y, Fujiwara Y. Contact force measurement of instruments for force-feedback on a surgical robot: acceleration force cancellations based on acceleration sensor readings. Med Image Comput Comput Assist Interv. 2005; 8(2): 97-104.
  13. Zemiti N, Morel G, Ortmaier T, Bonnet N. Mechatronic design of a new robot for force control in minimally invasive surgery. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 12(2), 2007: 143-153.
  14. Trejos AL, Patel RV, Naish MD, Schlachta CM. Design of a sensorized instrument for skills assessment and training in minimally invasive surgery. 2nd IEEE RAS/EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob 2008). Scottsdale, Arizona. 2008; 19-22.
  15. Dubois P, Thommen Q, Jambon AC. In Vivo Measurement of Surgical Gestures. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 2002; 49-54.
  16. Hanna GB, Drew T, Arnold A, Fakhry M, Cuschieri A. Development of force measurement system for clinical use in minimal access surgery. Surgical Endoscopy. 2008; 22: 2: 467-471.
  17. Horeman T, Rodrigues SP, Jansen FW, Dankelman J, van den Dobbelsteen JJ. Force measurement platform for training and assessment of laparoscopic skills. Surg Endosc. 2010; 24(12): 3102-3108.
  18. Rosen J, et al. Surgeon-Tool Force/Torque Signatures Proceedings of Medicine Meets Virtual Reality, MMVR .7 , IOS Press, San Francisco, CA, Stud Health Technol Inform. 1999; 62: 290-296.
  19. Brown JD, Rosen L, Chang M, Sinanan B. Hannaford, Quantifying Surgeon Grasping Mechanics in Laparoscopy Using the Blue DRAGON System. Studies in Health Technology and Informatics – Medicine Meets Virtual Reality. IOS Press. 2004; 98: 34-36.
  20. White P, Nassif RG, Saleh H, Drew T. Pilot study of a device for measuring Instrument forces during endoscopic sinus surgery. Acta Otolaryngol. 2004; 124: 176-178.
  21. Tingelhoff K, Wagner I, Eichhorn K, Rilk M, Westphal R, Wahl FM, Bootz F. Sensor-based force measurement during FESS for robot assisted surgery. GMS CURAC. 2007; 2(1).
  22. Witte TH, Cheetham J, Rawlinson JJ, Soderholm LV, Ducharme NG. A transducer for measuring force on surgical sutures. Can J Vet Res. 2010; 74(4): 299-304.
  23. Podder TK, Clark DP, Messing EM, Rubens DJ, Strang JG, Brasacchio RA, Liao L, Ng WS, Yu Y. In vivo Motion and Force Measurement of Surgical Needle Intervention during Prostate Brachytherapy. J. Medical Physics. 2006; 3: 8: 2915-2922.
  24. Kataoka H, Washio T, Chinzei K, Mizuhara K, Simone C, Okamura A.M. Measurement of the tip and friction force acting on a needle during penetration. Proc Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI). 2002; 216-223.
  25. Callaghan, D, McGrath M, Coyle E. A Force Measurement Evaluation Tool for Telerobotic Cutting Applications: Development of an Effective Characterization Platform. International Journal of Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2008; 3: 144-150.
  26. Trobec R, Gersak B. Direct measurement of clamping forces in cardiovascular surgery. Med Biol Eng Comput. 1997; 35(1): 17-20.
  27. Taniguchi K, Kobayash, E, Joung S, Ono M, Motomura N, Kyo S, Takamoto S, Sakuma I. A Force Measurement Device Using Optical Fiber for Surgical Tools – Basic Concept and Implementation. Journal of Robotics and Mechatronics. 2011; 23: 1: 94-104.
  28. Forces During Skull Base Surgery. ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01705821. http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01705821 (Дата обращения: 18.04.2013).

Стр. 40-44

Издательство
«Бионика Медиа»

Москва, ул. Профсоюзная, 57
(в здании НИИ "Полиграф")
Тел.: +7(495) 786-25-57
E-mail:
URL: bionika-media.ru


РСХО